1. Общие требования к организации проветривания горных выработок
2. Требования ПБ к проветриванию подготовительных и очистных забоев, к проветриванию камер
3. Требования ПБ к вентиляционным сооружениям и вентиляторным установкам. Надзор за состоянием вентиляционных сооружений и вентиляторных установок.
Список рекомендуемых источников:
Лекция:
1. Гриф Б.В., Горчаков С.П. Охрана труда в угольной промышленности. М.:Недра, 1988[с.144-146]
2. Правила безопасности в угольных шахтах, утвержденные приказом Государственной службы горного надзора и промышленной безопасности Луганской Народной Республики от 13.04.2018 № 261 [10, п.п.6.1; 6.4; 6.5]; [10, п.6.2].
3. Сборник инструкций ПБ в угольных шахтах., введен в действие приказом Государственного комитета Украины по надзору за охраной труда от 28.12.2002г.. №16. АО «Издательство«Донеччина ».; 2003 [12, т.2, с.212-222]
4. СОУ 10.1-001185790-002-2005 Правила технической эксплуатации угольных шахт, утвержденнный приказом Минуглепрома Украины от 14.11.06 г №539 [р.9]
1. Общие требования к организации проветривания горных выработок
Как отмечено ранее вентиляция является основной мерой предотвращения опасных скоплений метана горных выработках шахты и создания благоприятных условий труда горняков. Проветривание должно быть организовано таким образом, чтобы в горных выработках содержание метана и других горючих газов не превышало установленных концентраций, а количество воздуха, проходящее по выработкам, отвечало расчетным значениям.
Не допускается подводить свежий воздух в действующие камеры, тупиковые и очистные выработки, а также отводить воздух из них через завалы, необследованные выработки (за исключением работ по ликвидации аварий). Допускается проветривание горных выработок, которые погашаются или восстанавливаются, через завал за счет общешахтной депрессии или спомощью вентилятора местного проветривания (далее – ВМП), при этом должны быть предусмотрены специальные меры по спасению людей при пожаре в данных выработках. Шахты II категории (и выше) при наличии в таких выработках электрооборудования должны быть оснащены аппаратурой АКМ.
Для организации обеспечения непрерывного и эффективного проветривания горных выработок необходимо:
Ø контролировать работу вентиляторных установок и состояние вентиляционных устройств;
Ø обеспечивать поступление в шахту и на отдельные ее участки необходимого количества воздуха – не меньше расчётных значений, что достигается путем:
- уменьшения аэродинамического сопротивления вентиляционной сети,
- распределения воздуха по выработкам в соответствии с их газовым балансом,
- реализации мероприятий по снижению утечек воздуха в горных выработках (фланговая схема проветривания, полевая подготовка шахтного поля и др.);
Ø обеспечивать скорость движения воздушной струи в очистных и подготовительных выработках – не менее 0,25 м/с (лекция 4, табл.5);
Ø не допускать рециркуляцию воздуха, надежно разделять свежие и исходящие струи;
Ø применять схемы проветривания выемочных участков и очистных забоев в соответствии с установленными требованиями (ПБ и НПАОП 10.0-7.08-93)
Ø осуществлять проектирование вентиляционной сети шахты с разделением на максимально возможное количество автономных участков;
Ø выполнять мероприятий по борьбе со слоевыми и местными скоплениями метана (предупреждение загазирования участков выработки: у кровли, за крепью, в «куполах», в погашаемых тупиках, кутках и нишах лав, у работающих горных машин и разгазирование выраб.).
Проветривание главных транспортных выработок, оборудованных ленточными конвейерами, должно быть обособленным. При отсутствии обособленного проветривания по этим выработкам может проходить только исходящая струя воздуха. К главным транспортным выработкам относятся выработки, предназначенные для транспортирования угля (горной массы) между выемочным участком и околоствольным двором или поверхностью при наклонных стволах.
2. Требования ПБ к проветриванию тупиковых выработок
Проветривания тупиковых выработок должно осуществляться с помощью ВМП.
2.1. Проветривание тупиковых выработок за счет общешахтной депрессии
С учетом режима движения воздушного потока по горным выработкам проветривание может осуществляться за счет диффузии воздуха и перенаправления вентиляционной струи с помощью вентиляционных сооружений.
Рис.1 Проветривание выработок за счет диффузии воздуха
а) прямой тупик; б) боковой тупик; в) обратный тупик
b – ширина проветриваемой выработки
l – длина проветриваемой выработки (допускается проветривать тупиковые горизонтальные и нисходящие выработки длиной до 6 м за счет диффузии)
Рис 2. Проветривание выработок небольшой протяженности
а) с использованием продольной перегородки
| 1. продольная перегородка 2. жесткий вентиляционный трубопровод 3. перемычки 4.целики угля |
Рис.3 Проветривание выработок большой протяженности
2.2 Проветривание выработок с помощью вентиляторов местного проветривания (ВМП)
ВМП, осуществляющие проветривание тупиковых выработок, должны работать непрерывно.
Обслуживание ВМП должно осуществляться специально назначенными и обученными лицами. На всех шахтах должна применяться аппаратура автоматического контроля работы ВМП, а на шахтах III категории и выше - с телеуправлением с поверхности. (в этом случае выделение специальных лиц не требуется).
В случае появления в выработках слоевых или местных скоплений метана необходимо применять нагнетательное проветривания.
В случае остановки ВМП или нарушения вентиляции необходимо:
Ø прекратить работы в тупиковой части выработки,
Ø отключить напряжение с электрооборудования,
Ø работников немедленно вывести в проветриваемую выработку,
Ø в устье тупиковой выработки должен быть установлен запрещающий знак.
В негазовых шахтах допускается не снимать напряжение с электрооборудования автоматизированных насосных установок.
Возобновление работ разрешается после проветривания и обследования выработки должностными лицами участка.
Для обеспечения надежности проветривания тупиковые выработки длиной более 200 м, проводимых по угольному пласту в газовых шахтах III категории и выше, должны быть оборудованы резервными ВМП с электропитанием от отдельных подстанций (режим резервирования), а выработки длиной до 200 м допускается оборудовать резервными ВМП с электропитанием от резервного пускателя. При этом производительность резервного ВМП должна равняться производительности рабочего ВМП.
При проведении выработок по выбросоопасным угольным пластам (породам) в качестве резервных допускается применять ВМП с пневматическими двигателями.
Установка ВМП должна производиться по проекту, согласованному начальником участка ВТБ и утвержденному главным инженером шахты.
ВМП, работающий на нагнетание, должен устанавливаться в выработке со свежей струей воздуха на расстоянии не менее 10 м от исходящей струи.
Не допускается установка ВМП ближе 25 м от мест постоянного присутствия работников (погруз.пункты, посад.площадки) и установка каскадом более 2-х ВМП.
Подача ВМП не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте его установки. При установке в выработке нескольких ВМП, работающих на отдельные трубопроводы и расположены друг от друга на расстоянии менее 10 м, их суммарная подача не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте установки первого ВМП, считая по ходу струи.
Если расстояние между ВМП более 10 м, то подача каждого вентилятора не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте его установки.
В шахтах, опасных по газу, не допускается проветривание двух и более выработок с помощью одного трубопровода с ответвлением.
При установке ВМП в выработках с исходящей струей воздуха:
Ø концентрация метана перед вентилятором не должна превышать 0,5%.
Ø не допускается установка ВМП с электрическими двигателями на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, а также опасных по суфлярным выделением метана.
У каждого ВМП должна устанавливаться информационная доска, на которую записываются
Ø фактический расход воздуха в выработке в месте установки вентилятора,
Ø фактическая подача вентилятора,
Ø расчетный и фактический расходы воздуха в забое тупиковой выработки,
Ø максимально допустимая длина тупиковой части выработки, проводимой при данном ВМП,
Ø время проветривания выработки после взрывных работ,
Ø дата заполнения и подпись лица, делавшего запись на доску.
При проведении или погашении вентиляционных выработок, примыкающих к очистным забоям на пластах крутого падения, допускается установка ВМП с пневматическим двигателем в этих выработках при соблюдении следующих условий:
Ø вентилятор должен быть установлен не ближе 15 м от забоя лавы по ходу движения вентиляционной струи;
Ø длина тупиковой части выработки не должна превышать 60 м;
Ø состав воздуха в месте установки ВМП должен соответствовать требованиям ПБ,
Ø содержание метана в исходящей из тупиковой части выработки струе и возле вентилятора не должно превышать 1%;
Ø должны применяться ВМП, в которых исключена возможность воспламенения метана при ударах и трении вращающихся частей о корпус вентилятора.
В конце гибких воздуховодов должны навешиваться трубы из жесткого материала длиной не менее 2 м или аккумуляторы вентиляционных труб или должны вставляться жесткие распорные кольца (не менее двух), которые обеспечивают нормальное сечение выходного отверстия трубы.
Гибкий воздуховод должен присоединяться к ВМП с помощью металлического переходного патрубка длиной не менее 1 м.
| Воздуховыпускной клапан |
| Пылеотсасывающая установка |
Рис.4 Схемы проветривания тупиковых выработок с помощью ВМП
а) нагнетательный способ; б) нагнетательно-всасывающий способ, с применением пылеотсасывающей установки; в) комбинированный способ с использованием параллельной выработки г) всасывающий способ
Нагнетательный способ является основным при проветривании тупиковых выработок (рис. 4 а).
При проведении выработок проходческими комбайнами необходимо применять нагнетательно-всасывающий способ с использованием пылеотсасывающей (пылеосасывающей) установки ППУ (рис. 4 б и рис.5).
Рис. 5 Схема нагнетательно-всасывающего проветривания:
1 – проходческий комбайн; 2 – датчик контроля воздуха;
3 – пылеулавливающая установка; 4 – ВМП; 5 – воздуховыпускной клапан
Предложенная схема применяется для проветривания подготовительных выработок, проводимых по газоносным угольным пластам. Она предусматривает подачу свежего воздуха от ВМП в два пункта: непосредственно в призабойное пространство Q'1, и в зону расположения пылеулавливающего агрегата Q3.
При этом должно выполняться условие соотношения расходов воздуха:
Q1 > Q2 > Q'1
где Q1 - общее количество воздуха, поступающего по нагнетательному трубо-
проводу перед впускным клапаном;
Q2 - количество воздуха, отсасываемого пылеулавливающим агрегатом;
Q'1 - количество воздуха, поступающего в забой по нагнетательному трубопроводу в забой.
Согласно схеме в нагнетательном трубопроводе на расстоянии 3-5 м от пылеотсасывающей установки в сторону забоя устанавливают воздуховыпускной клапан, через который основную часть воздуха (65-75%) выпускают в выработку и она поступает к забою за счет работы вентилятора пылеотсасывающей установки. Пылеотсасывающую установку располагают на расстоянии 30-50 м от забоя выработки, и включают ее во время работы комбайна.
Выработки, которые проводят по пластам средней мощности, можно проветривать комбинированным способом (рисунок 4 в). В этом случае основную часть выработки проветривают за счет общешахтной депрессии с отводом исходящей струи специально проведенную параллельную выработку, а тупики небольшой длины - с помощью ВМП.
Всасывающий способ проветривания (рис. 4г), рекомендуется применять на негазовых шахтах. Этот способ можно применять в газовых шахтах при использовании ВМП, допущенных для отсасывания метановоздушной смеси, а также эжекторов.
На газовых шахтах ВМП, работающих последовательно на один трубопровод, устанавливают каскадом не более двух. Рассредоточенное расположение ВМП разрешено только на негазовых шахтах. При этом между вентиляторами должен быть проложен жесткий трубопровод, а все вентиляторы сблокированы так, чтобы в случае выключения одного из них автоматически выключались все последующие. Места расположения ВМП при рассредоточенной работе их на один трубопровод определяют по рекомендациям МакНИИ.
Рис.6 Схема проветривания тупиковой выработки нагнетательным способом
| Д1 |
- датчик контроля метана (1% - уставка срабатывания датчика)
- вентилятор местного проветривания (ВМП)
- свежая струя воздуха
- исходящая воздушная струя
ДКВ -датчик контроля расхода воздуха
Qз.п. - расчетное количество воздуха, поступающее в забой выработки, м3/мин
Qв - производительность ВМП, м3/мин
Стволы (шурфы) должны проветриваться на всю глубину в течение всего времени их строительства.
Вентиляторные установки для проветривания стволов должны находиться на поверхности не ближе 20 м от стволов и работать непрерывно. В зимнее время воздух, поступающий в ствол, должен подогреваться до температуры, исключающей образование льда в стволе.
Для проветривания вертикальных стволов (шурфов) должны применяться трубы из жесткого материала. Допускается навешивать гибкие вентиляционные трубы в забое ствола (шурфа), а также применять их при углублении стволов с действующих горизонтов на высоту одного этажа.
Расстояние от конца вентиляционных труб до забоя ствола (шурфа) должно быть не более 15 м, а при погрузке грейфером - 20 м. Трубы должны подвешиваться на канатах или крепиться жестко к крепи (армировке) ствола (шурфа).
2. Требования ПБ к проветриванию очистных выработок
2.1 Требования к схемам проветривания выемочных участков.
Каждая очистная выработка вместе с примыкающими к ней тупиковыми выработками должна проветриваться струей свежего воздуха.
Проветривание тупиковых выработок, кроме тупиковых выработок, примыкающих к очистным забоям, должно быть организовано таким образом, чтобы исходящие из них струи не поступали в очистные и тупиковые выработки.
На действующих шахтах в отдельных случаях, за исключением шахт, разрабатывающих незащищенные выбросоопасные пласты, допускается выпуск исходящей струи из тупиковых выработок, не примыкающих к очистным забоям, в очистные выработки и последовательное проветривание двух тупиковых выработок.
На строящихся шахтах и при подготовке новых горизонтов шахт, за исключением шахт, разрабатывающих пласты, опасных по внезапным выбросам или суфлярным выделениям метана, допускается выпуск исходящей струи в выработки со свежей струей действующего горизонта при условии, что в этой исходящей струе содержание метана не превышает 0,5%, а состав воздуха соответствует требованиям норм.
При выходе исходящей струи из лавы на вышележащие штреки, проведенные с нижней раскоской, одна из вентиляционных печей должна находиться впереди забоя лавы, а расстояние между печами должно составлять от 10 до 30 м, так как при этом достигается надежное проветривание верхней части лавы и обеспечивается более безопасный выход людей из лавы на штрек. По минованию надобности печи тщательно изолируются.
При углах наклона выработок более 10° движение воздуха в очистных выработках и на всем дальнейшем пути следования за ними (кроме выработок длиной менее 30 м) должно быть восходящим.
Допускается нисходящее проветривание очистных выработок с углом наклона более 10° при условии, что проветривание их осуществляется по схемам, предусматривающим дополнительную подачу свежего воздуха по выработке, примыкающей к очистному забою на нижнем горизонте и скорости воздуха в призабойном пространстве не менее 1 м/с.
На пластах, не опасных по внезапным выбросам угля и газа, допускается нисходящее движение исходящей из очистных выработок вентиляционной струи по выработкам с углом наклона более 10° при соблюдении следующих условий:
- скорость воздуха в выработках должна быть не менее 1 м/с;
- крепь выработок, кроме примыкающих к очистным забоям, должна быть негорючей или трудногорючей;
- в выработках не должно быть электрического оборудования и кабелей.
При отработке пласта по падению (восстанию) допускается размещение электрооборудования и кабелей в примыкающих к очистным забоям выработках с нисходящим движением исходящей вентиляционной струи при соблюдении следующих условий:
- пласт не опасен по внезапным выбросам угля и газа;
- угол наклона выработки не должен превышать 15°;
- наклонная длина вынимаемого столба (наклонная высота этажа) должна быть не более 1000 м, и метановыделение в выработки участка не должно превышать 5 м 3/мин;
- исходящие из тупиковых выработок вентиляционные струи не должны поступать в свежую струю участка;
- крепь выработок с нисходящим движением исходящей вентиляционной струи должна быть негорючей или трудногорючей.
В выработках, соединяющих исходящую вентиляционную струю участка со свежей струей, должны быть негорючая крепь и не менее двух пожарных перемычек с металлическими реверсивными дверьми.
Запрещается выпуск исходящей струи в тупиковые и очистные выработки из выработок, проводимых по выбросоопасным угольным пластам или породам, не защищенным путем опережающей отработки смежных пластов, а также выработок, опасных по суфлярным выделениям метана или прорывам метана из почвы.
Допускается последовательное проветривание не более двух тупиковых выработок или тупиковой и очистной выработок при условии выполнения рекомендаций профильного института.
Рис. 2. Схема проветривания ярусов
при панельном способе подготовки шахтного поля
1 и 2 - соответственно главный откаточный и параллельный штреки; 3 и 4 соответственно нижняя приемно-отправительная и посадочная площадки; 5 - бремсберг; 6 и 7 - соответственно людской и грузовой ходки; 8 и 9 - соответственно вспомогательный и конвейерный ярусные штреки; 10 - разрезная печь; 11 - вентиляционный штрек; 12 - промежуточная и верхняя приемно-отправительная площадки; 13 - шурф
Рис. 3. Схема проветривания выемочных участков
при этажном способе подготовки шахтного поля
1 - главный ствол; 2 - капитальный квершлаг; 3 - капитальный бремсберг; 4 - людской и вспомогательный ходки; 5 и 6 - этажный и вспомогательный штреки; 7 - вентиляционный штрек;
8 - шурф
Рис.1 Схема проветривания выемочного участка
при погоризонтном способе подготовки шахтного поля
1 и 2 - соответственно главный и вспомогательный стволы; 3 - главный квершлаг; 4 - полевой транспортный штрек; 5 - пластовый штрек; 6- конвейерный бремсберг; 7 - вентиляционные ходки; 8 монтажная камера; 9 - квершлаг; 10 - полевой вентиляционный штрек; 11 - вентиляционный ствол; 12 - вентиляционный квершлаг
2.2 Требования к последовательному проветриванию лав.
Последовательное проветривание лав (не более двух), расположенных на одном пласте в пределах одного этажа (панели), допускается на пластах, не опасных по внезапным выбросам угля и газа и не опасных по суфлярным выделениям метана.
В шахтах III категории и сверхкатегорных по газу последовательное проветривание лав допускается как исключение по разрешению территориального органа Госгорпромнадзора.
При последовательном проветривании лав должны соблюдаться следующие условия:
а) общая длина лав не должна превышать 400 м;
б) расстояние между смежными лавами не должно превышать 300 м;
в) в проветриваемую лаву по прилегающему к ней промежуточному штреку должен подаваться дополнительно свежий воздух. При этом расход воздуха должен быть не менее расчетного по скорости в промежуточном штреке (0,25 м/с), а в газовых шахтах, кроме того, он должен быть таким, чтобы содержание метана в воздухе, поступающем в вышерасположенную лаву, не превышало 0,5%;
г) при производстве взрывных работ в нижней лаве, если содержание вредных газов в воздухе, поступающем в вышележащую лаву, превышает 0,008% по объему в пересчете на условный оксид углерода, рабочие должны выводиться на свежую струю воздуха; в шахтах III категории по газу и выше, а также на пластах, опасных по пыли, рабочие должны выводиться на свежую струю независимо от содержания вредных газов;
д) в промежуточном штреке между смежными лавами должны быть оборудованы устройства по осаждению или улавливанию взвешенной пыли;
е) каждая лава должна иметь телефонную связь.
2.3 Требования к проветриванию камер
Зарядные камеры и склады ВМ должны проветриваться обособленной струей свежего воздуха.
Допускается необособленное проветривание зарядных камер при условии одновременной зарядки не более двух аккумуляторных батарей электровозов. При этом исходящая вентиляционная струя воздуха из зарядной камеры не должна непосредственно (без подсвежения) поступать в очистные и тупиковые выработки.
Раздаточные камеры, а также все прочие камеры для машин и электрооборудования в газовых или опасных по пыли шахтах должны проветриваться свежей струей воздуха; камеры глубиной до 6 м допускается проветривать за счет диффузии воздуха.
Вход в камеру должен иметь ширину не менее 1,5 м, высоту – не менее 1,8 м и закрываться решетчатой дверью.
Допускается оборудование таких камер в выработках с исходящей струей воздуха, содержащей не более 0,5 % метана, за исключением раздаточных камер и выработок на пластах, опасных по ГДЯ и опасных по суфлярным выделениям метана.
3. Требования ПБ к вентиляционным сооружениям и вентиляторным установкам. Надзор за состоянием вентиляционных сооружений и вентиляторных установок
3.1 Требования ПБ к вентиляционным сооружениям